ЦУ (ценные указания)

Задачник по общей и неорганической химии

12. Химические свойства p-элементов

12.1. Элементы VIIА-группы

Задания

12.1.       Стандартная энтальпия реакции Г_2(г) = 2Г_(г) для F, Cl, Br и I соответственно равна 159, 243, 194 и 153 кДж. Постройте график зависимости ΔH° = f(Z_Э). Оцените методом экстраполяции значение ΔH°(At).

12.2.       Дифтор при взаимодействии с водой образует фтороводород и атомный кислород, последний реагирует с дифтором, образуя продукт – фторид кислорода(II), и с водой (продукт – пероксид водорода). Кроме того, в продуктах обнаружены озон и дикислород. Составьте уравнения всех стадий процесса и его общее уравнение.

12.3.         На приготовление 20 л хлорной воды пошло 0,448 л (н.у.) дихлора, который полностью перешел в раствор. Определите pH хлорной воды, если степень дисмутации дихлора в воде равна 48,5%.

12.4.       Рассчитайте число молекул в кристалле дииода объемом 0,4775 см³ при 20 °С.

12.5.       Рассчитайте стандартную энергию Гиббса образования газообразных галогеноводородов при 298 К. Как изменяются химическая активность галогенов в свободном виде, термическая устойчивость и восстановительная способность галогеноводородов при увеличении порядкового номера галогена?

12.6.       Взаимодействие твердых алюминия и дииода термодинамически выгодно в закрытой системе при 298 K (убедитесь в этом расчетом). При комнатной температуре реакция начинает протекать (появляется пар дииода – почему?) только после смачивания смеси реагентов водой. Выскажите рабочую гипотезу об инициирующем действии воды.

12.7.         Два пустых баллона с одинаковым объемом и массой наполнили газообразным дибромом и бромоводородом при p, T = const. Какой баллон окажется тяжелее и во сколько раз?

12.8.       Рассчитайте энергию (энтальпию) разрыва связи H – Г (F, Cl, Br, I) на нейтральные атомы по значению E_св (H₂) = 436 кДж/моль и данным задачи 12.1.

12.9.       Определите, какой объем (л, н.у.) газа выделится при взаимодействии 0,18 моль KMnO₄ (экв.) с избытком концентрированной хлороводородной кислоты, если практический выход составляет 78%.

12.10.       Рассчитайте pH при 25 °С в 0,1М растворе: а) фтороводорода; б) иодоводорода.

12.11.       Смешаны 200 мл 0,02М раствора бромоводорода и 600 мл 0,03М раствора иодоводорода. Смесь разбавили водой до объема 4,75 л при 25 °С. Определите pH конечного раствора.

12.12.       В галогениде некоторого металла, проявляющего единственную степень окисления, массовая доля галогена равна 64,59%, а в оксиде того же металла массовая доля кислорода составляет 15,44%. Установите формулы оксида и галогенида.

12.13.       В смеси двух галогенидов некоторого элемента средняя массовая доля галогена равна 19,65%, а в двойном оксиде того же элемента массовая доля кислорода составляет 9,33%. Установите формулы оксида и галогенидов.

12.14.       Составьте уравнения реакций, протекающих при смешивании равных объемов концентрированных (указано) или разбавленных водных растворов следующих веществ в заданном порядке:

а)       KMnO₄ + KI = …

KMnO₄(конц) + KI + t  = …

KI(конц) + KMnO₄ = …

б)       KMnO₄ + H₂SO₄ + KI = …

KMnO₄ + KI + H₂SO₄ = …

KMnO₄(конц) + H₂SO₄ + KI + t  = …

в)             KI + H₂SO₄ + KMnO₄ = …

KI(конц) + H₂SO₄ + KMnO₄ = …

KI(конц) + KMnO₄ + H₂SO₄ = …

г)              KI + HNO₃ + KMnO₄ = …

KMnO₄(конц) + KI + HNO₃(конц) + t  = …

KMnO₄(конц) + HNO₃(конц) + KI + t  = …

д)       KMnO₄ + KOH + KI = …

KMnO₄ + KI + KOH = …

KMnO₄(конц)+ KOH + KI + t = …

е)       KMnO₄ + KOH(конц) + KI = …

KMnO₄(конц) + KOH(конц) + KI = …

KMnO₄(конц) + KI + t + KOH(конц) + = …

12.15.       Возможно ли (да, нет) в закрытой системе при 298 K получение газообразных Cl₂O, ClO₂ и Cl₂O₇ из простых веществ? Ответ подтвердите расчетом.

12.16.       В соответствии с правилом Полинга кислотные гидроксиды ЭO_m(OH)_n при m = 0 – очень слабые, при    m = 1 – слабые и при m ≥ 2 – сильные протолиты-кислоты в водном растворе. По правилу Полинга определите силу кислородсодержащих кислот хлора в водном растворе. Составьте уравнения протолитических реакций.

12.17.         Изобразите геометрическую форму ионов ClO⁻, ClO₂⁻, ClO₃⁻, ClO₄⁻; составьте их традиционные и систематические названия. Почему ион ClO₄⁻ обладает наименьшей реакционной способностью?

12.18.       Определите, какой объем (л, н.у.) дихлора вступает в реакцию с гидроксидом калия в горячем водном растворе, если среди продуктов обнаружено 0,46 моль KCl (экв.).

12.19.       Смешано 61,25 г хлората калия с избытком хлороводородной кислоты (конц.). Определите объем (л, н.у.) выделившегося газа, если практический выход равен 65%.

12.20.       Определите массовую долю иодида калия в растворе, если для перевода этого вещества, содержащегося в 15,43 мл такого раствора с плотностью 1076 г/л, в иодноватую кислоту потребовалось 0,672 л (н.у.) дихлора.

12.21.       К 0,21 л 0,475М раствора бромида натрия, подкисленного серной кислотой, добавлен избыток бромата натрия. Определите формульное количество образовавшегося простого вещества.

12.22.       Смешивают 750 мл 0,1М иодоводородной кислоты и 750 мл 0,1М раствора иодноватой кислоты. Определите массу (г) осадка.

12.23.       Составьте уравнения реакций, протекающих при нагревании твердых реагентов:

KClO₃ + S₈ = …

KClO₃ + P₄ = …

KClO₃ + KOH + MnO₂ = …

KClO₃ + K₂S₂O₆(O₂) = …

12.24.       Навеску массой 154,36 г, содержащую HIO₃ и H₅IO₆, нагревают при 250 ºС до прекращения выделения газовой смеси. Водяной пар конденсируют, а другой газ в объеме 6,72 л (н.у.) собирают. Составьте уравнения реакций термического разложения реагентов и найдите значение массы (г) твердого продукта.

12.25.       Для получения бертоллетовой соли пропускают дихлор в горячий (80 ºС) насыщенный раствор гидроксида кальция, а затем добавляют хлорид калия. При охлаждении до 20 ºС образуется осадок продукта. Определите объем (л, н.у.) дихлора, который истрачен для получения 100 г осадка.

12.26.       В получении перхлората калия используют следующую схему:

KCl ® Cl₂ ® KClO ® KClO₃ ® KClO₄

Приведите возможные уравнения реакций.

12.27.       Имеются CaCO₃ и NaCl. Предложите все возможные способы получения белильной извести (выбор процессов и реактивов не ограничен).

12.28.       Рассчитайте константу равновесия реакций

(1) I₂(р) + I⁻ D [I(I)₂]⁻

(2) I₂(т) + I⁻ D [I(I)₂]⁻

при 20 ºС, если химическая растворимость твердого дииода составляет 0,028 г в 100 мл воды и 1,128 г в 100 мл 0,1М раствора иодида калия.

12.29.       Оптимальная для здоровья человека массовая концентрация ионов F⁻ в питьевой воде составляет   1,25 мг/л. Установите, будет ли (да, нет) при 25 ºС годной для питья вода, прошедшая очистку от фторид-ионов осаждением фторида кальция (без применения избытка катионов кальция).

12.30.       Подберите коэффициенты в уравнениях реакций:

(NO₂)OF → NO₂ + O₂ + F₂

(NO₂)ClO + NaOH → NaNO₃ + NaClO

(NO₂)OF + NaOH → NaNO₃ + OF₂ + H₂O

HOF + I⁻ → [I(I)₂]⁻ + OH⁻ + F⁻

ICl + H₂O → HIO₃ + I₂ + HCl

KIO₃ + HCl → K[ICl₄] + Cl₂ + H₂O

12.31.       Составьте названия следующих веществ:

INO₃

(H₃O)ClO₄

(IO)⁺(IO₃)⁻

(ClO₂)ClO₄

[I(OH)₆]NO₃

(ClO₂)OF

Na₃[AlF₆]

Ca₅(PO₄)₃F 

KMgCl₃ · 6H₂O

(BrF₂⁺)₂[SnF₆]

(ICl₂⁺)[ICl₄]

(ICl₂⁺)[SbCl₆]